Peroksidāzes pārstāv fermenti kas saplīst ūdeņradis peroksīds vai organisks peroksīdi jebkurā organismā. Peroksīdi ir spēcīgi citotoksīni, kas rodas daudzu bioķīmisku oksidēšanās reakciju rezultātā. Tādējādi peroksidāzes ir vieni no vissvarīgākajiem antioksidantiem.
Kas ir peroksidāzes?
Peroksidāzes ir fermenti kas vairumā gadījumu noārda toksiskas ūdeņradis peroksīds. Tomēr organiski peroksīdi arī šie samazina fermenti. Šajās reakcijās attiecīgais peroksīds pa daļām saņem divus elektronus un divus protonus. Tas nozīmē, ka ūdeņradis notiek atomi. Šajā procesā saikne starp abiem skābeklis peroksīda atomi ir sadalīti. Peroksidāzes ietver katalāzi, citohroma c peroksidāzi, tiroperoksidāzi un glutationa peroksidāzi. Ūdeņraža atomi nāk no tā sauktajiem ūdeņraža donoriem. ūdeņraža peroksīds vai organiskie peroksīdi apzīmē substrātus. Katalāze tiek uzskatīta par īpašu gadījumu. Katalāzē kā peroksidāzes sekunde ūdeņraža peroksīds molekula darbojas kā ūdeņraža donors. Tādējādi tas pārnes ūdeņraža atomus. Šajā procesā divi molekulas of ūdeņraža peroksīds tiek pārvērsti divās molekulās ūdens un viena molekula skābeklis. Piemēram, citohroma c peroksidāze ar ūdeņraža peroksīda palīdzību oksidē citohroma C feroformu. Tiroperoksidāze samazina jodīds jonu ūdeņraža peroksīda klātbūtnē, kas nekavējoties reaģē ar aminoskābi tirozīnu, veidojot vairogdziedzeri hormoni. Svarīga peroksidāze ir glutationa peroksidāze. Tas katalizē glutationa oksidēšanu ar ūdeņraža peroksīdu, veidojoties ūdens. Tādējādi tas ir viens no svarīgākajiem organisma antioksidantiem.
Funkcija, efekts un uzdevumi
Svarīgākais peroksidāžu uzdevums ir toksiskā ūdeņraža peroksīda un organisko peroksīdu sadalīšana organismā. Peroksīdi ir ļoti agresīvas vielas, kas ļoti viegli var oksidēt ķermeņa biomolekulas. Daudzos oksidatīvos vielmaiņas procesos tie bieži veidojas kā metabolīti. Sadalot peroksīdus, parasti izdalās ūdeņraža peroksīds, kas uzbrūk citām endogēnām vielām. Turklāt peroksīdu konversijas laikā brīvie radikāļi vienmēr veidojas kā starpprodukti. Lai ierobežotu brīvo radikāļu iedarbību, tāpēc ir jāsadala arī peroksīdi. Fermenta katalāze ir atbildīga par ūdeņraža peroksīda tiešo sadalīšanos ūdens un skābeklis. Glutationa peroksidāze oksidē glutationa sulfīdu un vienlaikus reducē ūdeņraža peroksīdu par ūdeni. Glutations ir glutamīnskābes tripeptīds, cisteīns un glicīns. Tā ir vissvarīgākā aktīvā viela aknas kā antioksidants ķermeņa detoksikācijai. Šajā procesā tas pats tiek oksidēts. Kad tas tiek izmantots līdz izsīkumam, akūts aknas kļūme var rasties, jo detoksikācija reakcijas, kas vienmēr ir nepieciešamas, vairs nenotiek. Tā rezultātā enzīms glutationa peroksidāze ir ārkārtīgi svarīgs kā šūnu aizsardzības sastāvdaļa pret oksidatīvo uzsvars. Šī fermenta deficīts var vadīt uz arterioskleroze, audzēji un neirodeģeneratīvas slimības. Tiroperoksidāze, savukārt, iekļauj jods vairogdziedzerī hormoni oksidējot jodīds. Atkal ūdeņraža atomi no tirozīna uz ūdeņraža peroksīdu tiek pārnesti oksidēšanās laikā jodīds jonu. Šajā procesā vairogdziedzeris hormoni un veidojas ūdens.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Peroksidāzes galvenokārt atrodas šūnas peroksisomās. Peroksisomas attēlo šūnu organoīdus, kurus slēdz membrānas, kurās agresīvie peroksīdi tiek noārdīti. Šīm reakcijām jānotiek atsevišķi no pārējās šūnas, jo tās var būt bīstamas pārējai šūnai. Peroksisomas satur peroksidāzes, kas tur sadala ūdeņraža peroksīdu un citus peroksīdus, netraucējot šūnas citoplazmai. Peroksisomu skaits un lielums, kā arī to aprīkojums ar proteīni atkarīgs no šūnu veida. Vairāk detoksikācija reakcijām jānotiek, jo lielāks skaits un tilpums no vezikulām. Peroksisomās ir aptuveni 60 oksidāzes un monooksigenāzes, kas katalizē taukskābes un citas vielas ar skābekļa iekļaušanu. Šajā procesā peroksīdi tiek veidoti arī kā īpaši reaktīvi starpprodukti, kas tāpēc ir jāsadalās ar peroksidāžu palīdzību.
Slimības un traucējumi
Ūdeņraža peroksīdam kā starpproduktam galvenokārt tauku oksidatīvajā noārdīšanā ir liela ietekme uz organismu. Tam pašam ir oksidējošs efekts un tas var sabojāt ķermeni. Tāpēc peroksidāzēm ir ļoti liela nozīme, īpaši attiecībā uz oksidatīvo uzsvars. Jo īpaši glutationa peroksidāzes ir šūnu aizsardzības sistēmas sastāvdaļas kā antioksidanti. Glutationa peroksidāzes tiek veidotas no glutationa. Viņi ir atkarīgi no selēns kā kofaktors. Tādējādi glutations ir glutamīnskābes tripeptīds, cisteīns un glicīns. Selēns saistās ar cisteīns katrā no fermentiem ar selenocisteīnu, kas pārstāv fermenta reaktīvo centru. Ja ir glutationa peroksidāzes darbības traucējumi vai deficīts, tas ir nopietni veselība rodas traucējumi. Šo trūkumu bieži izraisa a selēns trūkums. Šajā gadījumā fermenta funkcija ir traucēta. It īpaši dažās Nīderlandes teritorijās Ķīna, kur augsnē ir ļoti nabadzīgs selēns, rodas tā sauktais Kešana sindroms (nosaukts Kešanas apgabala vārdā). Slimība izpaužas kā sirds simptomi, piemēram, sirds aritmijas, sirds neveiksme vai pat kardiogēna šoks. Glutationa peroksidāzes tiek ražotas no glutationa. Tas ir īpaši raksturīgs aknas un pastāvīgi tiek ražots organismā. Tomēr, ja ir lielāka peroksīdu koncentrācija, oksidēšanās rezultātā glutations tiek ļoti ātri patērēts. Tas jau var ātri notikt ar fiziskiem vingrinājumiem, emocionāliem uzsvars vai infekcijas. Neveselīgs dzīvesveids ar sliktiem uzturs, vides toksīni, alkohols, cigarešu dūmi un vēl var arī vadīt līdz glutationa deficītam. Šis trūkums izpaužas kā vājināšanās imūnā sistēma un aknu pārslodze. Ja veselība sūdzības vēl nav kļuvušas hroniskas, dzīvesveida maiņa ātri noved pie atveseļošanās, jo glutations atkal tiek ātri ražots.
